GRAVIMETRI
Analisis Gravimetri merupakan
salah satu metode analisis kuantitatif dengan penimbangan meliputi proses
isolasi dan pengukuran berat suatu konstituen tertentu. Tahap awal dari
analisis gravimetri adalah pemisahan komponen yang ingin diketahui dari
komponen-komponen lain yang terdapat dalam suatu sampel kemudian dilakukan
pengendapan yaitu transformasi konstituen ke dalam bentuk senyawa stabil dan
murni yang dapat diukur. Pengukuran dalam metode gravimetri adalah dengan
penimbangan. Banyaknya komponen yang dianalisis ditentukan dari hubungan antara
berat sampel yang hendak dianalisis, massa atom relatif, massa molekul relatif
dan berat endapan hasil reaksi.
Analisis gravimetri dapat dilakukan dengan cara pengendapan, penguapan dan
elektrolisis.
Pada prakteknya 2 metode pertama adalah yang
terpenting, metode gravimetri memakan waktu yang cukup lama, adanya pengotor
pada konstituen dapat diuji dan bila perlu faktor – faktor pengoreksi dapat
digunakan (Khopkar,1999).
Gravimetri adalah pemeriksaan jumlah zat dengan cara
penimbangan hasil reaksi pengendapan. Gravimetri merupakan pemeriksaan jumlah
zat yang paling tua dan paling sederhana dibandingkan dengan cara pemeriksaan
kimia lainnya. Kesederhaan itu kelihatan karena dalam gravimetri jumlah zat
ditentukan dengan cara menimbang langsung massa zat yang dipisahkan dari
zat-zat lain (Rivai,1994).
Pada dasarnya pemisahan zat dengan gravimetri
dilakukan dengan cara sebagai berikut. Mula-mula cuplikan dilarutkan dalam
pelarutnya yang sesuai, lalu ditambahkan zat pengendap yang sesuai. Endapan
yang terbentuk disaring, dicuci, dikeringkan atau dipijarkan, dan setelah itu
ditimbang. Kemudian jumlah zat yang ditentukan dihitung dari faktor
stoikiometrinya. Hasilnya disajikan sebagai persentase bobot zat dalam cuplikan
semua (Rivai,1994).
Suatu metode analisis gravimetri biasanya didasarkan
pada reaksi kimia seperti
aA + R → AaRr
dimana a molekul analit, A, bereaksi dengan r molekul
reagennya R. Produknya, yakni AaRr, biasanya merupakan suatu substansi yang
sedikit larut yang bias ditimbang setelah pengeringan, atau yang bisa dibakar
menjadi senyawa lain yang komposisinya diketahui, untuk kemudian ditimbang.
Sebagai contoh, kalsium biasa ditetapkan secara gravimetri melalui pengendapan
kalsium oksalat dan pembakaran oksalat tersebut menjadi kalsium oksida, dengan
reaksi:
Ca2 + CaO42- → CaC2O4(S)
CaC2O4 → CaO(S) +
CO2 (g) + CO(g)
Pemisahan unsur atau senyawa dari senyawa atau larutan
dapat dilakukan dengan menggunakan beberapa cara atau metode analisa
gravimetri. Beberapa metode analisa gravimetri sebagai berikut :
·
Metode pengendapan
Pelarut yang dipilih harus lah sesuai sifatnya dengan
sampel yang akan di larutkan, Misalnya :
HCl, H2SO4, dan HNO3 digunakan untuk melarutkan sampel dari logam – logam.
·
Metode peguapan atau pembebasan ( gas )
Metode penguapan dalam analisis
gravimetri digunakan untuk menetapkan komponen-komponen dari suatu senyawa yang
relatif mudah menguap. Cara yang dilakukan dalam metode ini dapat dilakukan
dengan cara pemanasan dalam gas tertentu atau penambahan suatu pereksi tertentu
sehingga komponen yang tidak diinginkan mudah menguap atau penambahan suatu
pereksi tertentu sehingga komponen yang diinginkan tidak mudah menguap. Metode
penguapan ini dapat digunakan untuk menentukan kadar air(hidrat) dalam suatu
senyawa atau kadar air dalam suatu sampel basah. Berat sampel sebelum
dipanaskan merupakan berat senyawa dan berat air kristal yang menguap.
Pemanasan untuk menguapkan air kristal adalah 110-130 oC.
Garam-garam anorganik banyak yang bersifat higroskopis sehingga dapat
ditentukan kadar hidrat/air yang terikat sebagai air kristal.
AB.xH2O dipanaskan→
AB + x H2O
·
Metode elektroanalisis
Metode elektrolisis dilakukan
dengan cara mereduksi ion-ion logam terlarut menjadi endapan logam. Ion-ion
logam berada dalam bentuk kation apabila dialiri dengan arus listrik dengan
besar tertentu dalam waktu tertentu maka akan terjadi reaksi reduksi menjadi
logam dengan bilangan oksidasi 0. Endapan yang terbentuk selanjutnya dapat
ditentukan berdasarkan beratnya. Misalnya mengendapkan tembaga terlarut dalam
suatu sampel cair dengan cara mereduksi
Cu+2 + 2
e → Cu(s)
Cara elektrolisis ini dapat
diberlakukan pada sampel yang diduga mengandung kadar logam terlarut cukup
besar seperti air limbah.
Ketiga
metode tersebut dapat dilakukan sendiri atau dimodifikasi. Misalnya pengendapan
diikuti dengan penguapan, atau pemijaran dan pengendapan. Tujuan dari pemilihan
metode adalah diperoleh senyawa yang murni dan stabil yang dapat ditimbang.
GRAVIMETRI PENGENDAPAN
Gravimetri pengndapan adalah merupakan gravimetri yang
mana komponen yang hendak didinginkan diubah menjadi bentuk yang sukar larut
atau mengendap dengan sempurna.
Bahan yang akan ditentukan di endapkan dalam suatu larutan
dalam bentuk yang sangat sedikit larut agar tidak ada kehilangan yang berarti
bila endapan disaring dan ditimbang.
Syarat – syarat senyawa yang di timbang :
·
Stokiometri
·
Mempunyai kestabilan yang tinggi
·
Faktor gravimetrinya kecil
Adapun beberapa tahap dalam analisa gravimetri adalah
sebagai berikut :
1.
Memilih pelarut sampel
Pelarut yang
dipilih harus lah sesuai sifatnya dengan sampel yang akan di larutkan,
Misalnya :
HCl, H2SO4, dan HNO3 digunakan untuk melarutkan sampel dari logam – logam.
2.
Pengendapan analit
Pengendapan
analit dilakukan dengan memisahkan analit dari larutan yang mengandungnya
dengan membuat kelarutan analit semakin kecil, dan pengendapan ini dilakukan
dengan sempurna.
Misalnya : Ca+2 + H2C2O4 → CaC2O4 (endapan putih)
3.
Pengeringan endapan
Pengeringan
yang dilakukan dengan panas yang disesuaikan dengan analitnya dan dilakukan
dengan sempurna. Disini kita menentukan apakah analit dibuat dalam bentu oksida
atau biasa pada karbon dinamakan pengabuan.
4.
Menimbang endapan
Zat yang ditimbang
haruslah memiliki rumus molekul yang jelas
Biasanya
reagen R ditambahkan secara berlebih untuk menekan kelarutan endapan (Day and
Underwood, 2002).
Dalam menentukan keberhasilan metode gravimetri ada
beberapa persyaratan yang harus dipenuhi, yaitu :
1.
Proses pemisahan hendaknya cukup sempurna sehingga
kuantitas analit yang tak terendapkan secara analitis tak dapat dideteksi
(biasanya 0,1 mg atau kurang dalam menentukan penyusunan utama dalam suatu
makro).
2.
Zat yang ditimbang hendaknya mempunyai susunan yang
pasti dan hendaknya murni, atau sangat hampir murni. Bila tidak akan diperoleh
hasil yang galat.
Persyaratan yang kedua itu lebih sukar dipenuhi oleh
para analis. Galat-galat yang disebabkan faktor-faktor seperti kelarutan
endapan umumnya dapat diminimumkan dan jarang menimbulkan galat yang
signifikan. Masalahnya mendapatkan endapan murni dan dapat disaring itulah yang
menjadi problema utama. Banyak penelitian telah dilakukan mengenai pembentukkan
dan sifat-sifat endapan, dan diperoleh cukup banyak pengetahuan yang
memungkinkan analis meminimumkan masalah kontaminasi endapan (Day and
Underwood, 2002).
Dalam analisa gravimetri penentuan jumlah zat
didasarkan pada penimbangan hasil reaksi setelah bahan yang dianalisa
direaksikan. Hasil reaksi ini didapatkan sisa bahan suatu gas yang dibentuk
dari bahan yang dianalisa. Dalam cara pengendapan, zat direaksikan dengan
menjadi endapan dan ditimbang. Atas dasar membentuk endapan, maka gravimetrik
dibedakan menjadi 2 macam, yaitu : endapan dibentuk dengan reaksi antara zat
dengan suatu pereaksi dan endapan yang dibentuk dengan elektrokimia. Untuk
memisahkan endapan dari larutan induk dan cairan pencuci, endapan dapat
disaring. Endapan grevimetri yang disaring kertas tidak dapat dipisahkan
kembali secara kuantitatif.
Sudah dijelaskan bahwa dalam analisa gravimetri,
penentuan jumlah zat didasarkan pada penimbangan. Dalah hal ini, penimbangan
hasil reaksi setelah bahan yang dianalisa direaksikan. Hasil reaksi ini dapat
berupa sisa bahan atau suatu gas yang terjadi, atau suatu endapan yang dibentuk
dari bahan yang dianalisa tersebut. Berdasarkan macam hasil yang ditimbang itu
dibedakan cara-cara gravimetri yaitu cara evolusi dan cara pengendapannya
(Hardjadi, 1993).
Endapan murni adalah endapan yang bersih, artinya tidak
mengandung molekul-molekul lain (zat-zat lain yang biasanya disebut pengotor
atau kontaminan). Pengotor oleh zat-zat lain mudah terjadi, karena endapan
timbul dari larutan yang berisi macam-macam zat. Sedangkan endapan kasar adalah
endapan yang butir- butirnya tidak kecil, halus melainkan besar. Hal penting
untuk kelancaran penyaringan dan pencucian endapan. Adapun tujuan dari
pencucian endapan adalah untuk menyingkirkan kotoran yang teradsorpsi pada
permukaan endapan maupun yang terbawa secara mekanis (Harjadi, 1993).
Gravimetri dengan cara pengendapan, analat direaksikan
sehingga terjadi suatu pengendapan dan endapan itulah yang ditimbang. Atas
dasar cara membentuk endapan, maka gravimetri dibedakan menjadi 2 macam :
a.
Endapan dibentuk dengan reaksi antara analat dengan
sutau pereaksi, endapan biasanya berupa senyawa. Baik kation maupun anion dari
analat mungkin diendapkan, bahan pengendapnya anorganik mungkin pula organik.
Cara inilah yang biasa disebut dengan gravimetri.
b.
Endapan dibentuk dengan cara elektrokimia, dengan
perkataan lain analat dielektrolisa, sehingga terjadi logam sebagai endapan.
Cara ini biasa disebut dengan elektrogravimetri.
Salah satu masalah yang paling sulit dihadapi oleh
para analis adalah menggunakan endapan sebagai cara pemisahan dan penentuan
gravimetrik adalah memperoleh endapan tersebut dengan tingkat kemurnian yang
tinggi. Zat-zat yang normalnya mudah larut dapat diturunkan selama pengendapan
zat yang diinginkan dengan suatu proses yang disebut kopresipitasi. Misalnya,
bila asam sulfat ditambahkan pada barium klorida yang mengandung sejumlah kecil
ion nitrat, endapan barium sulfat yang diperoleh mengandung barium nitrat. Maka
dikatakan bahwa nitrat tersebut terkorosipitasi dengan sulfat (Day and
Underwood, 2002).
Kontresipitasi merupakan suatu fenomena yang ahli-ahli
kimia analitik biasanya coba hindari. Namun, fakta bahwa endapan cenderung
mengabsorpsi zat-zat asing tidak selalu mengganggu; kopresipitasi telah
digunakan secara luas untuk mengisolasi runut isotop-isotop radio aktif. Ketika
isotop-isotop ini dibentuk dalam reaksi uklir. Jumlah yang terbentuk bisa
sangat kecil, dan prosedur pengendapan umumnya gagal pada konsentrasi yang
sangat kecil. Untuk meminimalisirkan kopresipitasi dapat digunakan beberapa prosedur
dibawah ini, yaitu :
1. Metode penambahan pada kedua reagen, jika diketahi
bahwa baik sampel maupun enapan mengandung suatu ion yang mengotori, larutan
yang megandung ion tersebut dapat ditambahkan pelarut lain, dengan cara ini
konsentrasi pencemaran dijaga serendah mungkin selama tahap awal-awal
pengendapan
2. Pencucian
3. Pencernaan
4. Pengendapan kembali
Suatu endapan kristalin, seperti BaSO4, kadang-kadang
mengabsorpsi pengotor (impurities) bila partikel-partikelnya kecil. Dengan
bertumbuhnya ukuran partikel, pengotor tersebut bisa tertutup dalam kristal.
Kontaminasi jenis ini disebut dengan pengepungan (acclusian). Untuk membedakan
dari kasus dimana padatan tidak tumbuh di sekitar pengotor. Pengotor yang
terkepung tidak dapat dipindahkan dengan mencuci endapan tersebut, tetapi mutu
endapan tersebut seringkali dapat disempurnakan dengan pencernaan (Day and
Underwood, 2002).
Dalam hal ini penimbangan hasil reaksi setelah bahan
yang direaksikan dianalisa. Hasil reaksi ini dapat : sisa bahan, atau suatu gas
yang terjadi, atau suatu endapan yang terbentuk dari bahan yang diananlisa itu.
Berdasarkan macam hasil yang ditimbang itu dibedakan cara-cara gravimetri; cara
evolusi dan cara pengendapan (Harjadi, 1993).
Banyak sekali reaksi yang digunakan dalam analisis
kualitatif melibatkan endapan. Endapan adalah zat yang memisahkan diri sebagai
suatu fase padat keluar dari larutan. Endapan mungkin berupa kristalin atau
koloid, dan dapat dilakukan dengan penyaringan atau pemusingan (centrifuge).
Endapan terbentuk jika larutan menjadi terlalu jenuh dengan zat yang
bersangkutan. Kelarutan (s) suatu endapan, menurut definisi adalah sama dengan
konsentrasi molar larutan jenuhnya. Kelarutan suatu zat tergantung pada
berbagai kondisi, seperti suhu, tekanan, konsentrasi bahan- bahan lain dalam
larutan itu, dan komposisi pelarutnya (Svehla, 1990).
Dalam prosedur gravimetrik yang lazim suatu endapan
ditimbang dan darinya nilai analit dalam sampel dihitung. Maka persentase
analit A adalah:
%A = bobot A x 100%
Bobot sampel
atau, jika kita tentukan faktor gravimetrik endapan,
yaitu:
fg = BA atom A x 100%
BM endapan
Maka, persentase analitnya:
%A = berat endapan x faktor
gravimetri (fg) x 100%
Berat sampel
Penentuan
kadar Barium dalam sampel padat
Barium
merupakan unsur logam alkali tanah. Di alam, barium terdapat dalam bentuk
garam-garam anorganik yang memiliki kelarutan yang berbeda-beda dalam pelarut
air. Barium dalam suatu sampel padat mula-mula dilarutkan dengan asam klorida
sampai larut sempurna. Selanjutnya barium diendapkan kembali dengan anion
sulfat sampai dihasilkan endapan barium sulfat. Penambahan anion sulfat
dilakukan secara berlebihan untuk memperoleh hasil endapan maksimal. Penambahan
ion sejenis akan memperkecil kelarutan.
Ba+2 + SO4-2 → BaSO4(s)
Barium
sulfat merupakan endapan kristalin yang sangat sedikit larut dalam pelarut air.
Endapan barium sulfat yang terbentuk selanjutnya disaring dan dikeringkan.
Endapan kering yang terbentuk ditimbang secara kuantitatif. Kadar barium
dalam sampel dihitung dengan cara membandingkan berat produk yang dihasilkan,
perbandingan nilai Ar Ba dan Mr BaSO4 dan berat sampel.
Kadar Barium
=berat barium x 100 %
Berat sapel
Berat barium
= berat BaSO4 x Ar Ba
MrBaSO4
REFERENSI :
Day, R. A.
dan Underwood, A. L., 2002, Anilisis Kimia Kuantitatif Edisi Keenam,
Erlangga, Jakarta
Harjadi, W,
1993, Ilmu Kimia Analitik Dasar, Gramedia, Jakarta.
Khopkar, S.
M, 1990, Konsep Dasar Kimia Analitik, UI-Press, Jakarta.
Rivai, H,
1994, Asas Pemeriksaan Kimia, UI-Press, Padang.
Svehla, G,
1990, Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimakro Edisi II,
Kalman Media Pustaka, Jakarta.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar